DE9315232U1 - Anordnung zur berührungslosen Regelung der Auslauftemperatur und des Wasserflußes an einer Zapfstelle, insbesondere mit Durchlauferhitzer zur Warmwasserbereitung - Google Patents
Anordnung zur berührungslosen Regelung der Auslauftemperatur und des Wasserflußes an einer Zapfstelle, insbesondere mit Durchlauferhitzer zur WarmwasserbereitungInfo
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Description
45
tffiimeldung
Anordnung zur berührungslosen Regelung der Auslauftemperatur
und des Wasserflußes an einer Zapfstelle, insbesondere mit Durchlauferhitzer zur Warrawasserbereitung
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur berührungslosen Regelung der Wassertemperatur und Menge
zu einer Zapfstelle, welche zur Warmwasserversorgung von einem elektronisch gesteuerten Durchlauferhitzer
vorzugsweise mit elektrischem Strom oder Gasenergie zur Aufheizung des Wassers versorgt wird.
Sachverwandte, ähnliche Anordnungen dieser Art sind bisher aus der DE-OS 2735 942 Al, der DE 30 30 176 Al
und der DE 35 14 640 C2 bekannt. Die Anordnung gemäß der ersten Schrift ermöglicht jedoch
nur die Voreinstellung einer zu regelnden Größe. Bine direkte Auslösung des Wasserflusses ist nicht vorgesehen.
Die Einstellung der veränderlichen Größe erfolgt über aufwendige elektromechanische Mischventile.
In der zweiten Schrift, der DE 30 30 176 Al, wird eine Regeleinrichtung mit manueller Vorwahl und anschließender
Konstantregelung für Sollwerte dargestellt. Eine berührungslose Einstellung von Sollwerten ist nicht
möglich. Ebenso die berührungslose Auslösung des Wasserflusses. Die Einstelluncj der veränderlichen Größe^
insbesondere der Sollwert der Temperatur erfolgt über aufwendige elektromechanische Mischventile.
In der dritten Schrift, der DE 35 14 640 C2 wird eine Anordnung zur berührungslosen Regelung mit direkter
Auslösung des Wasserflusses dargestellt, jedoch erfolgt auch hier die Veränderung der Wassertemperatur über
relativ aufwendige elektromechanische Stellventile.
Bei allen o.g. Anordnungen ist das Grundprinzip ein Mischvorgang, wobei Kalt- und Heißwasser durch relativ
träge Stellelmente "dosiert" zusammengeführt werden und
hierdurch das Mischwasser mit der geforderten Solltemperatur entsteht. Die Bereitung des Heißwassers erfolgt
extern, meist zentral durch Warmwasserbereitungsstationen zur Versorgung mehrerer Zapfstellen. Hierbei
sind in der Regel mindestens je eine Zuleitung für KaIt- und Heißwasser erforderlich.
Zur Konstanthaltung der Auslauf-Wasser-Temperaturwerte sind mindestens zwei Temperaturfühler und Druckmesser
sowie die jeweiligen Regelkreise nötig. Der Kostenaufwand für elektromechanische Stellelemente
zur Temperatur-Sollwerteinstellung wie z.B. Motor-Regelstellventile oder sogenannte Proportional-Regelmagnetventile
ist sehr aufwendig, ebenso die Wartung.
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Zudem sind oft hohe Wärme-, und damit Energieverluste durch lange Zu- oder Zirkulationsleitungen des Warmwassers
die Ursache für sehr hohe Betriebskosten insbesondere für Zapfstellen mit geringem Wasserverbrauch,
wie z.B. an Handwaschplätzen mit Wasserspararmaturen.
An diesen Waschplätzen wird so wenig Wasser benötigt, daß, bedingt durch zu lange Leitungswege, das Warmwassers
nur noch abgekühlt zur Verwendung gelangt, und das warme, nachfließende Wasser wiederum in der
Leitung, lediglich zur Abkühlung verbleibt. Hierdurch werden die Legionellenbildung und die Stillstandskorossion
begünstigt, dies führt zu einem Qualitätsverlust des Wassers durch Verkeimung, und verkürzt die
Lebensdauer der Wasserleitungsanlage.
Da für Mischwasseranlagen meist hohe Wassertemperaturen erforderlich sind, werden zusätzlich hohe Wärmekosten
verursacht. Ausserdem werden der Kalkausfall und damit die Wartungskosten ebenfalls stark erhöht.
Deshalb ist es Aufgabe der Erfindung, eine optimale effektive Nutzung der Energie- und Wasserverwendung
sowie der Aufwendung für Anschaffung und Betrieb der technischen Anlage zu erreichen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Eine Lösung für optimale Nutzung der Energie zur Warmwasserbereitung wird durch kürzeste Zuleitungen,
d.h. stationäre Versorgung erreicht. Um auch die Wärme-Abstrahlungsverluste sowie den Kalkausfall
möglichst zu reduzieren, ist auf den geringstmöglichen Energiebedarf zu achten, dies wird durch Temperatur-Begrenzung
der gesamten Anlage auf den notwendigen Bedarf, der "Gebrauchstemperatur" erreicht.
Die gewünschte sofortige Erwärmung und Temperaturänderung wird durch einen elektronisch geregelten
Durchlauferhitzer erzielt. Dabei wird nur im Bedarfsfall Energie zur Warmwasserbereitung benötigt.
Die Zuordnung von gewünschen Sollwerten z.B. der Temperatur- und der Wassermenge erfolgt zu einem Raumkoordinatensystem,
so können nach einer gewünschten Festlegung z.B. die y-Koordinaten zu Temperaturwerten
und die z-Koordinaten zu Mengenwerten programmiert werden.
Damit die gewünschte Gebrauchstemperatur = Solltemperatur
unmittelbar durch den Benutzer während des ZapfVorganges eingestellt wird, erfolgt zunächst eine
Lokalisierung des Benutzers durch ein Überwachungssystem, dieses kann durch berührungslos wirkende Überwachungstaster,
mit elektromagnetischen Wellen z.B.
Licht-, Schall- oder Radarwellen arbeiten. Die Lokalisierung erfolgt z.B. durch Intensitätsmessung,
Signalformmessung, Frequenzmessung, Feststellung einer Unterbrechung, Reflexion oder Sendung von
Wellen. Die dabei resultierenden Signale bzw. Änderungen werden ausgewertet und in Raumkoordinaten
umgerechnet.
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Die entsprechend der Programmierung festgelegten Sollwerte für Temperatur und Wassermenge zum jeweiligen
Aufenthaltsort des Benutzers werden zugeordnet und in Steuersignale umgewandelt. Steuersignale regeln die
Energiezufuhr und damit die Heizleistung des Durchlauferhitzers bzw. steuern mindestens ein Heizelement. Die
dosierte Zugabe der Heizenergie erfolgt bei Durchlauferhitzern mit elektrischem Strom zur Erbringung der
Heizleistungsenergie z.B. durch eine Tyristor-Leistungsregelung, bei Gasdurchlauferhitzern durch ein Dosierventil
für die Abgabe der Gasmenge in die Brennkammer des Durchlauferhitzers. Desweiteren werden zur Freigabe
des Wasserflußes mindestens ein Stellventil, vorzugsweise Magnetventil zusätzlich angesteuert. Das Stellventil
kann auch ein Proportional- oder Motorventil sein. Eine stufenmäßige Einstellung verschiedener
Wasser-Mengen und -Temperaturen wird z.B. auch durch Paralellschaltung mehrerer Magnetventile ermöglicht.
Bei Abweichung der Ist-Temperatur zur Soll-Temperatur, verursacht z.B. bei Druckschwankungen im Wasserversorgungsnetz,
erfolgt eine automatische Nachregelung der Energiezufuhr und damit der Heizleistung, wodurch folglich
die Soll-Temperatur des Wassers konstant gehalten wird.
Desweiteren wird durch den Einsatz des berührungslosen überwachungssystemes der Wasserfluß unmittelbar bei
Aufenthalt unter dem Wasserauslauf ausgelöst und bei Abwesenheit sofort gestoppt. Hierdurch wird ein Minimum
an Warm-Wasser und somit an Energie und Wasser benötigt.
Auch die dosierte und rangmäßige Abgabe von Seifen-, Desinfekions- und Trockenmittel sowie von Wasser kann
entsprechend einer wunschgemäßen Programmierung bestimmten Überwachungstastern zugeordnet sein. Der
Ablauf sowie die zeitliche und damit die dosierte Abgabe läßt sich damit bestimmen, dies führt auch
zu einer bedarfsgerechten und sparsamen Verwendung von Reinigungsmitteln, Wasser und Energie.
Die jeweiligen Raumwirkbereiche, innerhalb dieser bei einem Aufenthalt eines Körpers bestimmte programmierte
Funktionen zur Wasser- oder Reinigungsmittelabgabe ausgelöst und Sollwerte für die Wassermenge und
-Temperatur eingestellt werden können, lassen sich zur besseren Orientierung des Benutzers akustisch oder
optisch durch unterschiedliche Tonsignale und, oder unterschiedliche visuelle farbliche Ausleuchtung,
und Lichtmusterstrukturen kennzeichnen. Auch Markierungen der Sanitärkeramik bieten eine Orientierungshilfe
.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Anwendungsbereiche sind Zapfstellen wie z. B, Dusch- und Handwaschplätze. Besonders für behinderte Personen,
Anwendungsbereiche mit höchsten Hygieneanforderungen, wie z.B. lebensmittelverarbeitende Betriebe, die chemische
Industrie und medizinische Bereiche ist diese Neuerung von besonderer Bedeutung, zunehmend wichtig
ist aber auch der ökolgische und ökonomische Nutzen dieser Erfindung, daher ist eine Anwendung an jeder
Zapfstelle, auch in Privathaushalten sinnvoll.
In der Zeichnung sind beispielhafte gewählte Ausführungen
dargestellt.
Fig.la und Ib
In nur einer, der Kaltwasserzuleitung (1) befinden sich
ein oder mehrere elektrische Ventile (2), vorzugsweise ein Magnetventile, diese werden von einer Regelektronik
(3) angesteuert. Mehrere Überwachungstaster (4), die im Auslaufberreich (5) fest zugeordnete Raumbereiche, z.B.
in den Dimensionen mit den Koordinaten y und z, entsprechend gewünschter Programmierung, überwachen, steuern
indirekt über die Regelektronik (3) bei Wahrnehmung eines Körpers die Wasser- sowie die Leistungszufuhr
eines Durchlauferhitzers (6). Bei Wahrnehmung des Körpers durch die Überwachungstaster (4) wird der
Wasserfluß zum Auslauf (7) freigegeben.
In der Figur Ib werden einige "gedachte" Wirkachsen der
Überwachungstaster dargestellt, auf die vollständige Darstellung wurde zum besseren Verständnis verzichtet.
Die Überwachungstaster sind rangmäßig voneinander unabhängig, jedem Überwachungstaster ist ein absoluter
Soll-Temperatur- und Mengenwert vorgegeben.
Je nach Anordnung in den Dimensionen z.B. x, y und &zgr; kann so der Benutzer die gewünschte Wassertemperatur
wählen und gleichzeitig den Wasserfluß auslösen.
Der Ist-Temperaturwert im Auslauf wird mittels eines Temperaturfühlers (8) gemessen und mit dem programmierten
Soll-Temperaturwert durch die Elektronik verglichen. Bei einer Abweichung wird sofort eine entsprechende
Korrektur der Leistungszufuhr im Durchlauferhitzer durchgeführt.
Fig.2
Durch eine programmierbare Zuordnung von weiteren Funktionen kann eine dosierte und rangmäßige Abgabe von
Reinigungsmitteln usw. erreicht werden. So kann im Beispiel durch Aufenthalt im Bereich A die dosierte Abgabeeines
Seifenmittels, anschließend im Bereich B eines Desinfektionsmittels im Eiereich C einer bestimmten
Wassermenge, sowie im Bereich D eines Trockenmittels z.B. Papierflocken oder eines Warmluftstrahles erfolgen.
Der Ablauf läßt sich rancpoaäßig durch Programmierung
steuern, so ist z.B. nach Verlassen eines Bereiches A und Aufenthalt im Bereich D eine Verriegelung der Abgabe
der Mittel A-C festlegbar. Damit läßt sich ein dosierter Ablauf eines Waschvorganges programmieren.
Claims (30)
1. Anordnung zur berührungslosen Regelung der
Auslauftemperatur und des Wasserflußes an einer Zapfstelle,
insbesondere mit Durchlauferhitzer zur Warmwasserbereitung
bestehend aus einem Überwachungssystem mit mehreren berührungslos arbeitenden Überwachungstastern welche einen fest zugeordneten Raumbereich
überwachen, und somit einen im Auslaufbereich befindlichen
Körper lokalisieren, jedem dieser Überwachungstaster ist ein absoluter Temperatur- und
Mengen-Sollwert zugeordnet welcher mit Hilfe einer Regelektronik eingestellt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß die Regelektronik die Energiezufuhr eines oder meherer Durchlauferhitzer-Heizelemente
elektronisch regelt und damit der jeweilige Soll-Temperaturwert erreicht wird, und daß bei Änderung
des Aufenthaltsortes des Benutzers im Wirkbereich des
Überwachungssystemes und bei Abweichung der Ist-Temperatur zur Soll-Temperatur die Energiezufuhr des
Durchlauferhitzers stetig, automatisch nachgeregelt wird.
2. Anordnung gemäß Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet, daß die Regelektronik die Wasserfließmenge durch
weitere paralell zugeschaltete Magnetventile vergrößert und durch Abschalten verkleinert.
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3. Anordnung gemäß Anspruch 1. und 2., dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelektronik die Wasserfließmenge eines Magnetventiles durch Zuschaltung weiterer
Elektromagnetspulen, welche durch zusammenwirkende Kräfte die Membrane mehr oder weniger anheben und
damit den Durchflußquerschnitt verändern, vergrößert und durch Abschalten verkleinert.
4. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 3., dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelektronik die Wasserfließmenge eines Magnetventiles durch unterschiedliche Energiezufuhr zur
Elektromagnetspule, welche durch die magnetische Kraft die Membrane mehr oder weniger anhebt und damit den
Durchflußquerschnitt verändert, vergrößert und durch Abschalten verkleinert.
5. Anordnung gemäß Anspruch 1, bis 4., dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Wasserventile in der Kaltwasserzuleitung zum Durchlauferhitzer befinden.
6. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 5., dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erhöhung der Wassertemperatur weitere Heizkörper durch die Regelektronik zugeschaltet sind.
7. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 6., dadurch gekennzeichnet,
daß bei stufenmäßiger Zuschaltung der Wassermenge zur Erwärmung weitere Heizkörper zugeschaltet sind.
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8. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 7., dadurch gekennzeichnet,
daß sich die Heizelemente des Durchlauferhitzers unmittelbar
in dem Körper des Auslaufes der Zapfstelle befinden.
9. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 8., dadurch gekennzeichnet,
daß das Überwachungssystem aus einem opto-, und, oder radar-, und, oder schallelektronischen Entfernungsmeßsystem
besteht.
10. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 9., dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuordnung der Funktion zur dosierten Abgabe eines Seifenmittels zu den Überwachungstastern des
Überwachungssystemes programmierbar ist.
11. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 10., dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuordnung der Funktion zur dosierten Abgabe eines Desinfektionsmittels zu den Überwachungstastern
des überwachungssystemes programmierbar ist.
12. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 11., dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuordnung der Funktion zur Steuerung der Waschplatzbeleuchtung zu den Überwachungstastern des
Überwachungssystemes programmierbar ist.
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• S / *·»···
13. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 12., dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuordnung der Funktion zur dosierten Abgabe eines Seifenmittels zusammen mit einer dosierten
Wassermenge zu den Überwachungstastern des überwachungssystemes programmierbar ist.
14. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 13., dadurch gekennzeichnet,
daß die Zuordnung der Funktion zur dosierten Abgabe eines Trockenmittels zu den Überwachungstastern des
Überwachungssystemes programmierbar ist.
15. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 14., dadurch gekennzeichnet,
daß die Reihenfolge der Funktionen zur Abgabe und Verweigerung der Abgabe von Seifen-, Desinfektionsund
Trockenmittel sowie Masser programmierbar ist.
16. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 15., dadurch gekennzeichnet,
daß nach Abgabe eines Trockenmittels erst nach Abwesenheit aus dem Wirkbereich des überwachungssystemes
erneut Wasser und Seifenmittel abgegeben werden.
17. Anordnung gemäß Anspruch 1. bis 16., dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgabe von Seifen-, Desinfektions- und Trockenmittel sowie Wasser optisch und, oder
akustisch, von der Programmelektronik gesteuert, angezeigt wird.
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18. Anordnung gemäß Anspruch 17.,
dadurch gekennzeichnet.,
dadurch gekennzeichnet.,
daß die Raumbereiche zur Steuerung der Abgabe von Seifen-, Desinfektions-, Trockenmittel sowie Wasser
verschiedener Menge und Temperatur durch Markierungen auf der Oberfläch der Sanitärkeramik angezeigt sind.
19. Anordnung gemäß Anspruch 18.,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Raumbereiche zur Steuerung der Abgabe von Seifen-, Desinfektions-, Trockenmittel sowie Wasser
verschiedener Menge und Temperatur durch visuell unterschiedliche Ausleuchtung angezeigt sind.
20. Anordnung gemäß Anspruch 19.,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Raumbereiche zur Steuerung der Abgabe von Seifen-, Desinfektions-, Trockenmittel sowie Wasser
verschiedener Menge und Temperatur durch unterschiedliche Lichtfarben und, oder Lichtmuster angezeigt sind,
21. Anordnung gemäß Anspruch 20.,
dadurch gekennzeichnet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Raumbereiche bei Abgabe von Seifen-, Desinfektions-, Trockenmittel sowie Wasser verschiedener
Menge und Temperatur durch akustisch unterschiedliche Signale angezeigt sind.
Seite - 10 - .. .... ; ··. IftimSYaernr. : 2005972
22. Anordnung nach Anspruch 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet,
daß im Auslauf der Zapfstelle ein Temperaturfühler oder -schalter installiert ist, welcher die Regelelektronik
ansteuert, wodurch die Auslauftemperatur überwacht und die Energiezufuhr zum Durchlauferhitzer
auf einen Maximalwert begrenzt wird.
23. Anordnung nach Anspruch 1 bis 22., dadurch gekennzeichnet,
daß bei Anwesenheit eines Körpers, im Wirkbereich der Überwachungstaster, der Ausfluß des Fließmediums ausgelöst
wird, und bei Verlassenheit des Wirkbereiches kein Fluß des Mediums stattfindet.
24. Anordnung nach Anspruch 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet,
daß bei einer örtlichen Veränderung des Körpers, im Wirkbereich der Überwachungstaster, während eines
ZapfVorganges die Regelelektronik stetig und automatisch
nachregelt.
25. Anordnung nach Anspruch 1 bis 24, dadurch gekennzeichnet,
daß das Regelsystem zur Temperatur- und Mengenregelung an einen Waschtischplatz angewendet ist.
26. Anordnung nach Anspruch 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet,
daß das Regelsystem zur Temperatur- und Mengenregelung an einen Duschplatz angewendet ist.
Seite - 11 - .. .... .; ,··. ^ftin^iaernr. : 2005972
27. Anordnung nach Anspruch 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Anwendung der Anordnung an einem Duschplatz die Auslaufdüse der Kopfbrause automatisch über einen
elektromechanischen Antrieb innerhalb des Wirkbereiches des überwachungssystemes, dem wechselnden Aufenthaltsort
des Benutzers folgt und der Wasserauslaß dem Benutzer zugewandt bleibt.
28. Anordnung nach Anspruch 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Anwendung der Anordnung an einem Duschplatz verschiedene Auslaufdüsen der Kopfbrause automatisch
über einen elektromechanischen Antrieb, abhängig vom Aufenthaltsort des Benutzers, geöffnet und geschlossen
sind und der Wasserauslaß dem Benutzer zugewandt bleibt.
29. Anordnung nach Anspruch I bis 28 dadurch gekennzeichnet,
daß die Abgabe einer Heißwassermenge mit hoher Temperatur zur Desinfektion gegen Keime programmierbar
ist, und während der Spüldauer der wasserführenden Leitungselemente bei Anwesenheit eines Körpers im
Wirkbereich des überwachungssystemes eine sofortige Sicherheitsabschaltung erfolgt.
30. Anordnung nach Anspruch 1 bis 29 dadurch gekennzeichnet,
daß während der Abgabe einer Heißwassermenge mit hoher Temperatur ein akustisches und, oder optisches Warnsignal
erfolgt.
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|---|---|---|---|
| DE9315232U DE9315232U1 (de) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Anordnung zur berührungslosen Regelung der Auslauftemperatur und des Wasserflußes an einer Zapfstelle, insbesondere mit Durchlauferhitzer zur Warmwasserbereitung |
Applications Claiming Priority (1)
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ID=6899085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9315232U Expired - Lifetime DE9315232U1 (de) | 1993-10-08 | 1993-10-08 | Anordnung zur berührungslosen Regelung der Auslauftemperatur und des Wasserflußes an einer Zapfstelle, insbesondere mit Durchlauferhitzer zur Warmwasserbereitung |
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|---|---|
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1993
- 1993-10-08 DE DE9315232U patent/DE9315232U1/de not_active Expired - Lifetime
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